FR2617155A1

FR2617155A1 - Process and device for filtering liquids, in particular for filtering raw water

Info

Publication number: FR2617155A1
Application number: FR8708800A
Authority: FR
Inventors: Pierre Corsin
Original assignee: HYDREX
Current assignee: HYDREX
Priority date: 1987-06-23
Filing date: 1987-06-23
Publication date: 1988-12-30
Also published as: FR2617155B1

Abstract

Device for filtering raw water with a view to making it drinkable and comprising a water delivery pump and a percolation filter tube. It comprises a first cartridge 4 for biological filtration, attached to a base 5 and connected by internal tubing to a second cartridge 8 for chemical filtration, the pump 3 being fitted directly onto the lighter cartridge 4 in order to produce a unit which can be carried on a person's back with the aid of a frame with shoulder straps 2. Application to in-situ filtration of water highly laden with suspended and dissolved matter, with a view to making it drinkable.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE FILTRATION DE LIQUIDES,
EN PARTICULIER DE FILTRATION D'EAU BRUTE
La présente invention s'applique à un procédé et à un dispositif de filtration de liquides, en particulier pour filtrer de l'eau en vue de la rendre potable.METHOD AND DEVICE FOR FILTERING LIQUIDS,
ESPECIALLY RAW WATER FILTRATION
The present invention applies to a method and a device for filtering liquids, in particular for filtering water in order to make it drinkable.

Il est connu de filtrer de l'eau brute en vue de la rendre potable. Les premiers filtres utilisés à cet effet étaient constitués par des manchons de porcelaine qui laissaient passer par percolation, sous la pression du réseau, un faible débit d'eau délivré souvent goutte à goutte mais réputé potable du fait que les matières en suspension dans l'eau qui retenaient les virus pathogènes étaient éliminées, même à l'état colloïdal, grâce à la présence de charges électrostatiques au voisinage de la surface formant membrane de filtration. It is known to filter raw water in order to make it drinkable. The first filters used for this purpose consisted of porcelain sleeves which let percolate, under network pressure, a low flow of water often delivered drop by drop but deemed drinkable because the materials in suspension in the water which retained the pathogenic viruses was eliminated, even in the colloidal state, thanks to the presence of electrostatic charges in the vicinity of the surface forming filtration membrane.

Ce procédé de filtration n'a pas la capacité de supprimer les matières dissoutes dans l'eau mais présente néanmoins un grand intérêt dans les pays tels que les pays tropicaux en développement où la pollution chimique est faible du fait de la faiblesse des rejets industriels mais où, par contre, la pollution microbienne se développe du fait de la température, de la stagnation des eaux de surface et des rejets humains et animaux. This filtration process does not have the capacity to remove dissolved materials in water but is nevertheless of great interest in countries such as tropical developing countries where chemical pollution is low due to the low industrial discharges but where, on the other hand, microbial pollution develops due to temperature, stagnation of surface waters and human and animal discharges.

Un des inconvénients principaux de l'utilisation de la filtration pour l'épuration de l'eau est dû à la nécessité de faire écouler l'eau sous forte pression à travers le filtre, mais surtout au fait que les polluants chimiques et nucléaires (cas d'une pollution radioactive) ne sont pas séparés alors que les polluants bactériologiques stoppés par les filtres peuvent se développer dans l'appareil de filtration lui-même pendant les phases d'arrêt de la filtration. One of the main drawbacks of using filtration for water purification is due to the need to let the water flow under high pressure through the filter, but above all to the fact that chemical and nuclear pollutants (case from radioactive pollution) are not separated while the bacteriological pollutants stopped by the filters can develop in the filtration apparatus itself during the stages of filtration stop.

L'un des buts de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif de filtration de liquide, utilisables en particulier pour la filtration d'eau brute chargée de matières en suspension et de matières dissoutes la rendant non potable et dangereuse, en particulier dans des zones soumises à des attaques NBC (nucléaires, biologiques, chimiques) ou à des rejets industriels, qui ne requièrent qu'une puissance limitée pour la mise en pression de l'eau et qui permettent néanmoins de filtrer un débit d'eau significatif pour l'utilisation humaine en éliminant la plupart des polluants. One of the aims of the present invention is to provide a method and a device for filtering liquid, which can be used in particular for the filtration of raw water laden with suspended matter and dissolved matter making it non-potable and dangerous, in particular in areas subject to NBC attacks (nuclear, biological, chemical) or industrial discharges, which require only a limited power to pressurize the water and which nevertheless make it possible to filter a significant water flow for human use by removing most pollutants.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de purification d'une eau brute chargée d'impuretés solides et dissoutes , dans lequel on aspire l'eau à partir d'une source d'eau brute, on la refoule pour la faire traverser au moins un filtre et on recueille l'eau ainsi purifiée, caractérisé en ce qu'on oblige l'eau ayant traversé un premier filtre à pores relativement larges (de l'ordre de 20fa) à s'écouler à travers une masse de charbon actif puis à traverser un deuxième filtre à pores plus étroits (de l'ordre de 6pm) et l'on ramène l'eau ainsi filtrée à l'intérieur d'une masse de résines échangeuses d'ions aptes à enlever les polluants métalliques et chimiques pour lui faire traverser, après écoulement dans cette masse de résines, une membrane de filtration biologique finale apte à retenir les polluants pathogènes (microbes) et leurs supports (cas des virus) et l'on recueille l'eau à la sortie pour constituer un stock d'eau potable. To this end, the subject of the invention is a process for purifying raw water laden with solid and dissolved impurities, in which the water is drawn from a source of raw water, it is discharged for the passing at least one filter and collecting the water thus purified, characterized in that the water having passed through a first filter with relatively large pores (of the order of 20fa) is forced to flow through a mass of activated carbon then through a second filter with narrower pores (of the order of 6 pm) and the water thus filtered is brought back inside a mass of ion exchange resins capable of removing pollutants metallic and chemical to make it pass, after flow through this mass of resins, a final biological filtration membrane capable of retaining pathogenic pollutants (microbes) and their supports (case of viruses) and the water is collected at the outlet to build up a stock of drinking water.

On utilise de préférence pour le premier filtre au moins deux filtres plissés de distribution de l'eau de percolation dans la masse de charbon actif et pour le deuxième filtre un filtre cylindrique chargé positionnement pour éliminer les colloSdes. Preferably, for the first filter, at least two pleated filters for distributing the percolation water in the mass of activated carbon are used and for the second filter, a cylindrical filter charged with positioning to eliminate the colloid.

Dans un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention, on utilise comme membrane de filtration biologique une membrane à pores très fins d'un diamètre de passage équivalent à environ 0,2pm. In another embodiment of the method according to the invention, a very fine pore membrane with a passage diameter equivalent to about 0.2 μm is used as the biological filtration membrane.

Le mélange des résines échangeuses d'ions peut contenir environ 708 de résine carboxylique en cycle sodium, 27% de résine cationique en cycle chlorure et 3% de résine cationique mordancée à l'argent et apte à assurer l'innocuité biologique des résines pendant les phases d'arrêt de la filtration. The mixture of ion exchange resins may contain approximately 708 of carboxylic resin in the sodium cycle, 27% of cationic resin in the chloride cycle and 3% of cationic resin silver etched and capable of ensuring the biological safety of the resins during filtration stop phases.

L'invention a également pour objet un dispositif de purification d'eau brute pour la mise en oeuvre du procédé et présentant une pompe à liquide dont l'entrée d'aspiration et la sortie de refoulement sont reliées, respectivement, à un conduit d'amenée d'eau brute et à l'entrée d'un bloc de filtration muni d'une sortie d'eau purifiée, caractérisé en ce que le bloc de filtration comporte une première cartouche de filtration constituée à l'intérieur d'une enveloppe étanche a au moins un premier tube de filtre à pores de passage relativement larges (environ 20fa) et traversé par l'eau de l'intérieur vers l'extérieur, ce premier tube étant noyé dans une masse de charbon actif à l'intérieur de laquelle est disposé un deuxième tube de filtre à pores de plus petite section {environ 6Fm) chargé positivement pour retenir les collordes et traversé de l'extérieure vers l'intérieur, ce deuxième tube de filtre débouchant sur un raccord d'amenée vers une deuxième cartouche de filtration contenant une masse de résines échangeuses d'ions, à l'intérieur de laquelle l'eau collectée dans le raccord est injectée ainsi qu'une membrane tubulaire de filtration biologique finale traversée radialement de l'extérieur vers l'intérieur par liteau filtrée devenue potable. The invention also relates to a device for purifying raw water for implementing the method and having a liquid pump, the suction inlet and outlet of which are connected, respectively, to a conduit for raw water inlet and at the inlet of a filtration unit provided with a purified water outlet, characterized in that the filtration unit comprises a first filtration cartridge formed inside a sealed envelope has at least a first filter tube with relatively large passage pores (about 20fa) and traversed by water from the inside to the outside, this first tube being embedded in a mass of activated carbon inside which a second pore filter tube of smaller cross section (about 6Fm) is positively charged to retain the collars and crossed from the outside to the inside, this second filter tube leading to a supply connection to a second cartridge of filtration containing a mass of ion exchange resins, inside which the water collected in the fitting is injected as well as a tubular membrane of final biological filtration crossed radially from the outside to the inside by a filtered batten which has become potable.

La masse de résines échangeuses d'ions de la deuxième cartouche est constituée sensiblement de 70% de résine carboxylique en cycle sodium, 27% de résine anionique en cycle chlorure et 3% de résine cationique mordancée à l'argent et la membrane tubulaire de filtration biologique finale présente de préférence des pores de très petite section (de l'ordre de 0,2Fm). The mass of ion exchange resins of the second cartridge consists substantially of 70% of carboxylic resin in the sodium cycle, 27% of anionic resin in the chloride cycle and 3% of cationic resin etched with silver and the tubular filtration membrane. final biological preferably has pores of very small section (of the order of 0.2Fm).

Selon un autre mode d'exécution du dispositif, la première et la deuxième cartouches de filtration sont montées côte à côte et parallèlement sur une embase commune munie de deux portées de réception reliées par un raccord de liaison fluide entre les deux cartouches, le montage étant réalisé à l'aide de raccords 1/4 de tour. According to another embodiment of the device, the first and second filtration cartridges are mounted side by side and in parallel on a common base provided with two receiving surfaces connected by a fluid connection fitting between the two cartridges, the assembly being made using 1/4 turn fittings.

La pompe est fixée directement sur la face transversale de la première cartouche à laquelle sa sortie de refoulement est reliée directement sans conduite de raccord. The pump is fixed directly to the transverse face of the first cartridge to which its delivery outlet is connected directly without a connection pipe.

La deuxième cartouche de filtration comporte à sa partie haute un clapet à bille apte à rester ouvert par gravité lorsque cette première cartouche n'est pas sous pression d'eau et à fonctionner, par effet de flotteur, en clapet anti-retour d'obturation lorsque la deuxième cartouche est sous pression d'eau. En coopération avec le clapet à bille, l'embase commune de réception des deux cartouches de filtration est munie à sa partie basse d'un robinet de purge d'eau. The second filtration cartridge has at its upper part a ball valve capable of remaining open by gravity when this first cartridge is not under water pressure and of operating, by float effect, as a non-return shutter valve. when the second cartridge is under water pressure. In cooperation with the ball valve, the common base for receiving the two filter cartridges is provided at its lower part with a water purge valve.

Selon une autre forme encore d'exécution du dispositif, la pompe est une pompe rotative comportant un stator externe et un rotor interne relié mécaniquement à un organe d'entraine- ment, tel qu'une manivelle à actionnement manuel. According to yet another embodiment of the device, the pump is a rotary pump comprising an external stator and an internal rotor mechanically connected to a drive member, such as a crank with manual actuation.

La pompe est avantageusement constituée d'un stator externe flottant faisant saillie en porte à faux en direction du rotor et qui comporte une denture hélicoldale interne coopérant avec la denture hélicoidale externe du rotor interne entrainé en rotation par un organe moteur, l'aspiration du liquide débouchant dans l'entrée du stator externe du côté opposé à l'entrée du rotor dans le stator. The pump advantageously consists of a floating external stator projecting in a cantilevered direction towards the rotor and which comprises an internal helical toothing cooperating with the external helical toothing of the internal rotor driven in rotation by a motor member, the suction of the liquid. opening into the entry of the external stator on the side opposite to the entry of the rotor into the stator.

D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description d'un mode de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé où:
- la figure 1 est une vue en plan et en perspective
schématique du dispositif de filtration
selon l'invention, en cours de fonctionne
ment pour produire de l'eau potable;
- la figure 2 est une représentation schématique du
dispositif de la figure#-i;
- la figure 3 est une coupe longitudinale de la pompe
utilisée dans le dispositif selon l'invention
et représentée à plus grande échelle qu'à
la figure 2;
- la figure 4 est une vue en coupe transversale à plus
grande échelle, selon la ligne IV-IV de la
figure 2, des cartouches de filtration du
dispositif selon l'invention montées sur
leur embase;;
Si l'on se réfère à la figure 1, on voit que le dispositif de filtration selon l'invention est constitué d'un bloc pompe-filtres 1 apte à être porté à dos d'homme à l'aide d'un cadre à bretelles 2 et comportant une pompe 3 assemblée directement sur une première cartouche de filtration 4 contenant des filtres de préfiltration et du charbon actif, à l'aide de colliers d'assemblage non représentés. La pompe 3 est reliée latéralement, par une conduite d'aspiration 6 terminée par une crépine d'aspiration 6a, à une source d'eau brute 7 constituée par exemple par un marigot africain. La cartouche de filtration 4 est fixée à son extrémité opposée à la pompe 3 à une embase d'assemblage 5.La face tronquée de la cartouche 4 plaquée de façon étanche sur un siège de l'embase 5 est reliée par un raccord interne (voir la figure 2) de l'embase 5 à une cartouche 8 de filtration complémentaire, fixée également en bout et de façon étanche sur un siège de l'embase 5 et contenant des résines échangeuses d'ions et un filtre final. La sortie de cette cartouche 8 est raccordée, à la sortie du filtre final, à une conduite souple 12 permettant de diriger l'eau épurée sortante dans un récipient 13 de stockage d'eau potable.Other objects, advantages and characteristics will appear on reading the description of an embodiment of the invention, given without limitation and with reference to the appended drawing where:
- Figure 1 is a plan and perspective view
schematic of the filtration device
according to the invention, during operation
to produce drinking water;
- Figure 2 is a schematic representation of
Figure device # -i;
- Figure 3 is a longitudinal section of the pump
used in the device according to the invention
and represented on a larger scale than
Figure 2;
- Figure 4 is a cross-sectional view more
large scale, according to line IV-IV of the
Figure 2, filter cartridges of the
device according to the invention mounted on
their base;
Referring to FIG. 1, it can be seen that the filtration device according to the invention consists of a pump-filter block 1 capable of being carried on the back of a man using a frame shoulder straps 2 and comprising a pump 3 assembled directly on a first filtration cartridge 4 containing pre-filtration filters and activated carbon, using assembly collars not shown. The pump 3 is connected laterally, by a suction pipe 6 terminated by a suction strainer 6a, to a source of raw water 7 constituted for example by an African backwater. The filtration cartridge 4 is fixed at its opposite end to the pump 3 to an assembly base 5. The truncated face of the cartridge 4 sealingly pressed onto a seat of the base 5 is connected by an internal connection (see Figure 2) of the base 5 to a cartridge 8 of additional filtration, also fixed at the end and sealingly on a seat of the base 5 and containing ion exchange resins and a final filter. The outlet of this cartridge 8 is connected, at the outlet of the final filter, to a flexible pipe 12 making it possible to direct the outgoing purified water into a container 13 for storing drinking water.

Si l'on se reporte à la figure 2, on voit que la pompe 3 et la cartouche de filtration 4 ont été désassemblées et que les directions d'écoulement de fluide sont figurés par des flèches. La pompe 3 représentée plus en détail à la figure 3 comporte un stator 14 et un rotor 15 entraîné en rotation ici par l'intermédiaire d'une manivelle à main 16 et d'un train d'engrenage 17. La sortie de l'espace de refoulement 18 (voir également la figure 3), entre-le stator 14 et le rotor 15, débouche directement sur le collecteur d'entrée 19 de deux tubes de filtration 20 logés à l'intérieur de l'enveloppe extérieure cylindrique 21 de la cartouche de filtration 4 (un seul est représenté).Le tube de filtration 20 est constitué de préférence par une enveloppe cylindrique plissée de préfiltration dont les pores de passage présentent un diamètre d'environ 20fi. Afin de faire face à un éventuel colmatage rapide par des eaux très chargées en sédiments divers on peut prévoir pour un dispositif de filtration selon l'invention une décantation préalable de l'eau et un changement de la cartouche 4 après la filtration d'environ 4000 litres d'eau brute. Referring to FIG. 2, it can be seen that the pump 3 and the filter cartridge 4 have been disassembled and that the directions of fluid flow are shown by arrows. The pump 3 shown in more detail in FIG. 3 comprises a stator 14 and a rotor 15 driven in rotation here by means of a hand crank 16 and a gear train 17. The exit from space discharge 18 (see also Figure 3), between the stator 14 and the rotor 15, leads directly to the inlet manifold 19 of two filtration tubes 20 housed inside the cylindrical outer casing 21 of the filtration cartridge 4 (only one is shown). The filtration tube 20 is preferably constituted by a pleated cylindrical envelope of prefiltration, the passage pores of which have a diameter of approximately 20 μm. In order to cope with a possible rapid clogging by water heavily loaded with various sediments, it is possible to provide for a filtration device according to the invention a preliminary decantation of the water and a change of the cartridge 4 after filtration of about 4000 liters of raw water.

L'espace 21a compris entre les tubes 20 et l'intérieur de l'enveloppe cylindrique 21 de la cartouche est rempli de charbon actif qui est traversé, selon une direction générale radiale orientée par un déflecteur 22, par l'eau de percolation provenant des tubes 20 et s'écoulant en direction d'un tube plissé 23 de filtration intermédiaire traversé de l'extérieur vers l'intérieur. The space 21a between the tubes 20 and the interior of the cylindrical envelope 21 of the cartridge is filled with activated carbon which is traversed, in a generally radial direction oriented by a deflector 22, by the percolation water coming from the tubes 20 and flowing towards a pleated tube 23 of intermediate filtration crossed from the outside to the inside.

Les percolations du tube 23 sont récupérées dans un raccord interne 24 ménagé à l'intérieur de l'embase 5. Le raccord 24 distribue l'eau qu'il a collecté par une série de crépines de distribution 25 (au moins au nombre de trois afin d'améliorer la distribution) à l'intérieur d'une masse 26 de résines échangeuses d'ions contenues dans l'enveloppe de la cartouche 8. Après traversée de la masse de résine 26 l'eau déjà filtrée et dépolluée chimiquement passe dans une chambre centrale 9a placée sensiblement au centre de la masse de résine 26 qui contient le filtre final tubulaire 9. Cette disposition permet d'éviter le passage préférentiel de l'eau dans le filtre final sans percolation préalable dans la masse de résine.Le filtre final 9 comporte une membrane à pores très étroits (de l'ordre de 0,2fi) apte à retenir les divers microbes de l'eau ainsi que les supports de virus pathogènes. The percolations of the tube 23 are collected in an internal fitting 24 formed inside the base 5. The fitting 24 distributes the water which it has collected by a series of distribution strainers 25 (at least three in number in order to improve the distribution) inside a mass 26 of ion exchange resins contained in the envelope of the cartridge 8. After passing through the mass of resin 26, the water already filtered and chemically decontaminated passes into a central chamber 9a placed substantially in the center of the resin mass 26 which contains the tubular final filter 9. This arrangement makes it possible to avoid the preferential passage of water in the final filter without prior percolation in the resin mass. final 9 has a membrane with very narrow pores (of the order of 0.2 μm) capable of retaining the various microbes in the water as well as the carriers of pathogenic viruses.

Afin de permettre la purge de l'eau encore contenue dans le raccord 24 et les cartouches 4 et 8 avant le transport de l'appareil de filtration à dos d'homme, l'enveloppe cylindre 21 est munie à sa partie supérieure (en position haute) d'un clapet à bille 10 assurant la purge automatique de l'air contenu dans la cartouche 4 par retombée de la bille d'obturation, notamment afin de laisser s'écouler l'eau après ouverture d'un robinet de purge 11 au fond de l'embase 5. Lorsque la cartouche 8 est mise sous pression d'eau, l'eau repousse la bille du clapet 10 sur son siège par effet de flotteur et la pression régnant dans la cartouche 8 confirme ensuite l'obturation du clapet à bille 10.Les résines échangeuses d'ions de la masse 26 les plus couramment utilisées pour la filtration de l'eau sont la résine carboxylique sous forme sodium et la résine anionique en cycle chlorure accompagnée de résine cationique mordancée à l'argent pour éviter les proliférations microbiennes. La résine carboxylique substitue le sodium aux métaux contenus dans l'eau hors des molécules organiques et la.résine anionique fixe les sulfates et les nitrates et peut adsorber certains aromatiques comme les phénols dont l'odeur est particulièrement désagréable dans l'eau. Selon une répartition qui s'est révélée avantageuse en service expérimental, on prévoit que la masse 26 est constituée d'environ 70% de résine carboxylique, 27% de résine anionique et le reste, soit 3%, de résine cationique. In order to allow the purging of the water still contained in the fitting 24 and the cartridges 4 and 8 before transporting the filtration device on a man's back, the cylinder casing 21 is provided at its upper part (in position top) of a ball valve 10 ensuring the automatic purging of the air contained in the cartridge 4 by the fall of the shutter ball, in particular in order to let the water flow after opening a purge valve 11 at the bottom of the base 5. When the cartridge 8 is pressurized with water, the water pushes the ball of the valve 10 on its seat by float effect and the pressure prevailing in the cartridge 8 then confirms the obturation of the ball valve 10. The most commonly used mass 26 ion exchange resins for water filtration are the carboxylic resin in sodium form and the anionic resin in the chloride cycle accompanied by cationic silver-etched resin for avoid microbial growth. The carboxylic resin substitutes sodium for metals contained in water outside of organic molecules and the anionic resin fixes sulfates and nitrates and can adsorb certain aromatics such as phenols whose odor is particularly unpleasant in water. According to a distribution which has proved to be advantageous in experimental service, it is expected that the mass 26 consists of approximately 70% of carboxylic resin, 27% of anionic resin and the rest, or 3%, of cationic resin.

La pompe 3 représentée plus en détail à la figure 3 est du type dit "MOINEAU" c'est-à-dire à filetages hélicoidaux imbriqués, le stator externe 14 présentant un filet "ou dent" de plus que le rotor central 15. On remarque que le stator réalisé en matière plastique est maintenu par une couronne extérieure souple 27 en forme de cloche fixée par des vis à sa périphérie 28, entre un épaulement 29 d'un corps cylindrique 30 et une couronne de butée 31 munie d'un raccord d'aspiration 32. The pump 3 shown in more detail in FIG. 3 is of the so-called "MOINEAU" type, that is to say with nested helical threads, the external stator 14 having a thread "or tooth" more than the central rotor 15. On note that the stator made of plastic is held by a flexible outer ring 27 in the shape of a bell fixed by screws at its periphery 28, between a shoulder 29 of a cylindrical body 30 and a stop ring 31 provided with a connector suction 32.

Le rotor interne 15 est réalisé en une matière rigide telle que l'acier et est supporté par un palier avant 33 entre l'espace de refoulement 18 sur les collecteurs d'entrée 19 et la transmission 17 constituée de plusieurs trains d'engrenages multiplicateurs dont la dernière roue dentée 35 de grand.The internal rotor 15 is made of a rigid material such as steel and is supported by a front bearing 33 between the delivery space 18 on the inlet manifolds 19 and the transmission 17 consisting of several trains of multiplying gears, the last big gear 35.

diamètre est reliée à la manivelle à main 16. diameter is connected to the hand crank 16.

Le raccord d'aspiration 32 débouche sur un espace d'entrée 37 relié à l'espace de refoulement laissé libre entre le rotor 15 et le stator 14. Au cours de la rotation du rotor 15 en forme de vis, l'espace de refoulement se referme pour devenir l'espace de transport 38 puis l'espace de refoulement final 18, déjà mentionné et ouvert par une sortie de refoulement 18a sur le collecteur d'entrée 19 de la cartouche de filtration 4. Pour réaliser l'assemblage du corps de pompe 30 sur la face extérieure 33 de la cartouche 4 (voir la figure 1), des rebords périphériques (non représentés) sont prévus sur le corps de pompe 30 pour maintenir la pompe 3 plaquée sur cette face 33 avec interposition d'un joint d'étanchéité intermédiaire. The suction connection 32 opens onto an inlet space 37 connected to the delivery space left free between the rotor 15 and the stator 14. During the rotation of the screw-shaped rotor 15, the delivery space closes to become the transport space 38 then the final delivery space 18, already mentioned and opened by a delivery outlet 18a on the inlet manifold 19 of the filter cartridge 4. To assemble the body pump 30 on the outer face 33 of the cartridge 4 (see Figure 1), peripheral flanges (not shown) are provided on the pump body 30 to keep the pump 3 pressed against this face 33 with interposition of a seal intermediate seal.

On voit sur la figure 4 qu'il est prévu sur l'embase 5, venue par exemple de fonderie, autour des sièges de réception des cartouches filtrantes 4 et 8 des saillies périphériques an 1/4 de cercle 39 et 40 de retenue des bords conjugués (non représentés) des.enveloppes 21 et 8 permettent ainsi la mise en place rapide de celles-ci par plaçage étancheen bout et rotation de blocage 1/4 de tour, à la manière d'un raccord, rapide de type "pompier". We see in Figure 4 that it is provided on the base 5, for example from foundry, around the receiving seats of the filter cartridges 4 and 8 of the peripheral projections at 1/4 of a circle 39 and 40 for retaining the edges conjugates (not shown) des.envelopes 21 and 8 thus allow the rapid implementation thereof by sealing at the end and blocking rotation 1/4 of a turn, in the manner of a connection, rapid "firefighter" type .

Le fonctionnement du dispositif de filtration d'eau qui vient d'être décrit va maintenant être explicité en relation avec un appareil de filtration portatif de campagne. The operation of the water filtration device which has just been described will now be explained in relation to a portable field filtration apparatus.

L'appareil 1 est transporté à dos à l'aide du cadre à bretelles 2, complet avec la pompe 3 et les cartouches de filtration 4 et 8 montées sur l'embase 5. La crépine 6a est sortie d'un flotteur 34 à l'intérieur duquel# elle était logée dans une cavité conjuguée 36, par traction sur une chaine de liaison 6b qui traverse le flotteur 34. La crépine 6a du tube d'aspiration 6 est ensuite posée à la surface d'une source d'eau 7 à filtrer, le cas échéant en amarrant la chaine 6b dans le sol du fond de la source d'eau constituée, par exemple, d'une rivière à fort courant. Pendant la filtration, le bloc 1 continue à être porté à dos sur le cadre à bretelles 2 ou bien est déposé sur un support adéquat permettant à un opérateur de manoeuvrer la manivelle 16. The device 1 is carried on the back using the strap frame 2, complete with the pump 3 and the filter cartridges 4 and 8 mounted on the base 5. The strainer 6a is taken out from a float 34 to 1 'inside which # it was housed in a conjugate cavity 36, by traction on a connecting chain 6b which crosses the float 34. The strainer 6a of the suction tube 6 is then placed on the surface of a water source 7 to be filtered, if necessary by mooring the chain 6b in the soil at the bottom of the water source consisting, for example, of a river with a strong current. During filtration, the block 1 continues to be carried on the back on the strap frame 2 or else is placed on a suitable support allowing an operator to maneuver the crank 16.

L'opérateur 43 tourne la manivelle 16 qui fait tourner, à vitesse plus élevée, le rotor 15 de la pompe 3 qui aspire ainsi l'eau de la source 7 et la refoule directement parles collecteurs 19 dans les tubes de filtration 20 à travers lesquels elle percole pour se répartir dans toute la masse de charbon actif 21a. The operator 43 turns the crank 16 which rotates, at higher speed, the rotor 15 of the pump 3 which thus draws water from the source 7 and discharges it directly through the collectors 19 into the filtration tubes 20 through which it percolates to be distributed throughout the mass of activated carbon 21a.

Au cours du remplissage progressif de l'enveloppe 21 par l'eau refoulée. par la pompe 3, l'air contenu dans l'enveloppe 21 s'évacue via le clapet à bille 10 qui se referme dès que l'eau a rempli l'intérieur de l'enveloppe et a fait flotter la bille du clapet. During the progressive filling of the envelope 21 with the pumped water. by the pump 3, the air contained in the envelope 21 is evacuated via the ball valve 10 which closes again as soon as the water has filled the interior of the envelope and has caused the ball of the valve to float.

En suivant la direction des flèches, l'eau qui a traversé le charbon actif 21a en contournant le déflecteur 22 pénètre ax#ialement à l'intérieur du tube plissé 23 et se rassemble dans le raccord interne 24. Les crépines de distribution 25 distribuent ensuite l'eau amenée au raccord 24 à l'intérieur de la masse 26 de résines échangeuses d'ions et l'eau épurée chimiquement par ces résines, passe dans la chambre centrale 9a et traverse radialement la membrane filtrante cylindrique 9 pour se rassembler à l'état complètement filtré et potable dans la conduite souple 12. Après rinçage de l'intérieur de cette conduite souple 12 par le premier flux d'eau potable, on peut introduire l'embout libre de cette conduite 12 dans l'ouverture du récipient collecteur 13, constitué par exemple par un bidon de stockage résistant et étanche après fermeture. Following the direction of the arrows, the water which has passed through the activated carbon 21a bypassing the deflector 22 axially penetrates inside the pleated tube 23 and collects in the internal connector 24. The distribution strainers 25 then distribute the water brought to the connector 24 inside the mass 26 of ion exchange resins and the water purified chemically by these resins, passes into the central chamber 9a and passes radially through the cylindrical filter membrane 9 to collect at the completely filtered and potable state in the flexible pipe 12. After rinsing the interior of this flexible pipe 12 by the first flow of drinking water, the free end of this pipe 12 can be introduced into the opening of the collecting container 13, constituted for example by a resistant and waterproof storage container after closing.

Après filtrage d'une eau brute à un débit qui peut atteindre 200 litres à l'heure par rotation manuelle de la pompe 3, l'ensemble du dispositif est replacé en position de transport. Pour cela, après l'arrêt de la pompe 3, le robinet de purge 11 est ouvert, ce qui provoque la chute de la pression hydraulique à l'intérieur de l'enveloppe 21 et l'ouverture du clapet à bille 10, laissant entrer l'air atmosphérique qui autorise l'écoulement de l'eau encore contenue dans l'appareil. After filtering raw water at a rate which can reach 200 liters per hour by manual rotation of the pump 3, the entire device is returned to the transport position. For this, after stopping the pump 3, the purge valve 11 is open, which causes the drop in hydraulic pressure inside the casing 21 and the opening of the ball valve 10, allowing entry atmospheric air which allows the flow of water still contained in the device.

La crépine 6a est retirée da la source d'eau brute 7 et tirée dans la cavité 36 par la chaine 6b puis que le flotteur 34 chargé de la crépine 34 est remis en place sur l'embase 5.The strainer 6a is removed from the raw water source 7 and drawn into the cavity 36 by the chain 6b, then the float 34 loaded with the strainer 34 is replaced on the base 5.

L'appareil complet est ensuite repris en portage à dos d'homme sur le cadre à bretelles 2.The complete device is then taken up on a man's back on the strap frame 2.

Selon un mode de réalisation pratique portable à dos en campagne, le dispositif 1 comporte une cartouche 4 de filtration contenant environ 7 litres de charbon actif et surmontée de la pompe 3. La cartouche 8 d'épuration chimique est remplie d'une masse de résines échangeuses occupant un volume d'environ 8,5 litres. According to a practical portable portable backpacking embodiment, the device 1 comprises a filtration cartridge 4 containing approximately 7 liters of activated carbon and surmounted by the pump 3. The chemical purification cartridge 8 is filled with a mass of resins exchangers occupying a volume of approximately 8.5 liters.

Les deux cartouches 4 et 8 présentent les mêmes raccords de montage 1/4 de tour adaptables sous les saillies 39 ou 40 et sont donc interchangeables. Combinée avec le fait que la cartouche 4 avec la pompe présente 3 sensiblement le même poids que la cartouche 8, l'interversion des cartouches 4 et 8 permet de passer aisément d'un entrainement de pompe à manivelle pour droitiers à un entrainement de pompe à manivelle pour gauchers. Afin de faciliter cette adaptation droite-gauche, les raccords de sortie sont orientables. The two cartridges 4 and 8 have the same 1/4 turn mounting fittings adaptable under the projections 39 or 40 and are therefore interchangeable. Combined with the fact that the cartridge 4 with the pump has 3 substantially the same weight as the cartridge 8, the reversal of the cartridges 4 and 8 makes it easy to switch from a pump drive with a crank for right-handers to a pump drive with left-handed crank. In order to facilitate this right-left adaptation, the outlet fittings can be swiveled.

Dans l'exemple représenté, la pompe 3 est une pompe à main de puissance limitée (150 à 200 W au maximum), mais on peut la remplacer dans une installation plus importante par une pompe à moteur ou, pour une réalisation individuelle, par une pompe à plus faible débit ou à plus faible démultiplication 17. In the example shown, pump 3 is a hand pump of limited power (150 to 200 W maximum), but it can be replaced in a larger installation by a motor pump or, for an individual embodiment, by a lower flow or lower gear pump 17.

Dans un exemple de réalisation avec un appareil d'un poids total de 22 kg, la pompe 3 était capable de refouler manuellement à une pression de 5 bars de l'eau chargée de substances en suspension. Dans ces conditions de pression, la filtration à travers les filtres, le charbon actif et les résines a atteint un débit de 200 llh avec une pression résiduelle de 0,5 bar au raccord du tuyau flexible 12. In an exemplary embodiment with an apparatus with a total weight of 22 kg, the pump 3 was capable of manually discharging at a pressure of 5 bars of the water laden with substances in suspension. Under these pressure conditions, the filtration through the filters, the activated carbon and the resins reached a flow rate of 200 μl with a residual pressure of 0.5 bar at the connection of the flexible pipe 12.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown but it is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art without departing from the spirit of the invention.

Claims

1.- Process for the purification of raw water loaded with solid and dissolved impurities, in which the water is sucked from a source of raw water, it is discharged to make it pass through at least one filter and collects the water thus purified, characterized in that the water having passed through a first filter with relatively large pores (of the order of 20pu) is forced to flow through a mass of activated carbon and then to pass through a second filter narrower pores (of the order of 6 # m) and the water thus filtered is brought back inside a mass of ion exchange resins capable of removing metallic and chemical pollutants to make it pass through, after flow through this mass of resins, a final biological filtration membrane capable of retaining pathogenic pollutants (microbes) and their supports (case of virus) and the water is collected at the outlet to constitute a stock of drinking water .

2.- Method according to claim 1, characterized in that one uses, for the first filter, at least two pleated cylindrical filters for distributing the percolation water in the mass of activated carbon and, for the second filter, a positively charged cylindrical filter to remove colloids,

3.- Method according to claim 1 or 2, characterized in that one uses, as biological filtration membrane, a membrane with very fine pores with a passage diameter equivalent to about 0.2fi.

4.- Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that a mixture containing approximately 70% of carboxylic resin in the sodium cycle is used as ion exchange resins.

5.- Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that one uses as ion exchange resins a mixture containing about 27% of anionic resin in chloride cycle.

6.- Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that one uses as ion exchange resins a mixture containing about 3% of cationic resin etched with silver and capable of ensuring biological safety resins during the filtration stop phases.

7. A device for purifying raw water for implementing the method according to one of claims 1 to 6, comprising a liquid pump whose suction inlet and outlet outlet are connected, respectively, to a raw water supply pipe and at the inlet of a filtration unit provided with a purified water outlet, characterized in that the filtration unit comprises a first filtration cartridge (4) consisting, the interior of a sealed envelope (21), of at least one first filter tube with relatively large passage pores (about 20 μm) and traversed by water from the inside to the outside, this first tube being embedded in a mass of activated carbon (21a) inside which is disposed a second filter tube (23) with smaller pores (about 6Fm) positively charged to retain the colloydes and crossed from the outside towards the interior, this second filter tube opening onto a connector (24) for supplying to a second cartridge e (8) of filtration containing a mass (26) of ion exchange resins, inside which the water collected in the fitting (24) is injected, as well as a tubular membrane of final biological filtration crossed radially from outside to inside through filtered water that has become potable.

8.- Device according to claim 7, characterized in that the mass (26) of ion exchange resins consists substantially of 70% of carboxylic resin in the sodium cycle, 27% of anionic resin in the chloride cycle and 3% of resin cationic silver etched.

9.- Device according to claim 7 or 8, characterized in that the tubular membrane of final biological filtration has pores of very small section, of the order of 0.2cri.

10.- Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the first (4) and the second (8) filter cartridges are mounted side by side and in parallel on a common base (5) provided with two bearing surfaces reception connected by a fluid connection fitting (24).

11.- Device according to claim 10, characterized in that the two cartridges (4,8) are removably mounted on the bearing surfaces of the base (5) using 1/4 turn fittings (39, 40).

12.- Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the pump (3) is fixed directly to the upper transverse face (33) of the first cartridge (4) to which its delivery outlet (18a) is connected directly without a connecting pipe.

13.- Device according to one of claims 7 to 12, characterized in that the second filter cartridge (8) comprises, at its upper part, a ball valve (10) capable of remaining open by gravity when this first cartridge n1 is not under water pressure and operates, by float effect, as a non-return shutter valve when the first cartridge (4) is under water pressure.

14.- Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the common base (5) for receiving the two filter cartridges (4,8) is provided at its lower part with a tap (11) water purge.

15. Device according to any one of claims 6 to 14, characterized in that the pump (3) is a rotary pump comprising an external stator (14) and an internal rotor (15) mechanically connected to a drive member (16) .

16.- Dispositi # f according to claim 15, characterized in that the drive member is a crank (16) capable of being actuated manually.